Развертывающий операционный преобразователь

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 898443Опубликовано 15. 01. 82. Бюллетень М 2Дата опубликования описания 15.01.82 до делам изобретений н втерцтив(72) Авторы изобретения Л.И.Цытович и Г.В.Суворов ф91 ьЧелябинский политехнический институт им Лен 9 щртуг 1 тдкомсомола(54) РАЗВЕРТЫВАЮЯИИ ОПЕРАЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 10 Изобретение относится к усилительным устройствам с широтно-импульсным преобразованием сигнала н может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.Известен развертывающий операционный преобразователь, содержащийинтеграторы, репейный элемент, сумр 1 13Однако устройство характеризуется низкой надежностью работы.Наиболее близким к предлагаемомуявляется развертывающий операционный преобразователь, содержащий сумматор, интеграторы, репейные элементы, Фильтры и масштабные резисторы 2 1.Недостатком устройства являетсянизкая надежность работы,Цель изобретения - повышение надежности работы,Поставленная цель достигаетсятем, что в известный развертывающийоперационный преобразователь, содержащий сумматор, выход которогосоединен со входами первого, второго и третьего интеграторов, выходкаждого из которых подключен ковходу соответствующего релейногоэлемента, к выходу каждого релейного элемента подключен вход соответствующего Фильтра и вывод соответствующего масштабного резистора,вторые выводы масштабных резисторовсоединены и являются выходом развертывающего операционного преоб-.разователя, который через масштабный резистор обратной связи подключен к первому входу сумматора,второй вход которого является входом развертывающего операционногопреобразователя, введены первый ивторой дополнительные сумматоры,первый и второй дополнительные масштабные резисторы обратной связи,первый, второй и третий элементыс положительной зоной нечувствительности, первый, второй и третий8984 43 4тий релейные элементы 7-9; первый, ,второй и третий фильтры 10-12, первый, второй и третий элементы с положительной зоной нечувствительности 13-15, первый, второй и третий элементы с отрицательной зоной нечувствительности 16-18, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И 19-24; первый, второй и третий масштабные резисторы 25"27; первый и второй дополнительные масштабные резисторы обратной связи 28 и 29, масштабный резистор обратной связи 30, вход 31 и выход 32 развертывающего операционного преобразователя,Развертывающий операционный преобразователь работает, следующим образом.В развертывающем операционном преобразователе образованы три одинаковых канала преобразования входного сигнала. Первый канал образован блоками 4 и 7, второй - блоками 5 и 8 и третий - блоками 6 и 9. Блоки 4-6 имеют постоянные времени, значения котовых в общем случае могут быть пооизвольными. Блоки 7-9 выполнены с симметричными относительно нулевого уровня порогами переключения илприняты равными между собой. Выходные сигналы блоков 7-9 неизменны по модулю амплитуды и меняются только по знаку, Блоки 10-12 предназначены для выделения постоянной составляющей. Величины сопротивленийпервого, второго и третьего масштабных резисторов 25-27 выбираются изусловия требуемой мощности сигналав цепи нагрузки и ограничения токав выходных каскадах блоков 7-9. Каждый из каналов преобразования входного сигнала в автономном режимеработы (при отсутствии двух каналовпреобразования) представляет собойавтоколебательную систему. При отсутствии входного сигнала переключение блока 7 происходит через равные интервалы времени, что обуславливает нулевой уровень постоянной составляющей импульсов выходного сигнала за период автоколебаний. Наличие входного сигнала приводит к изменению интервалов времени переключения блока 7, В результате постоянная составляющая выходного сигнала устанавливается пропорциональной уровню входного сигнала. На чертеже представлена функциональная схема развертывакицего операционного преобразователя.Развертывающий операционный преобразователь содержит сумматор 1, пер.зЗ вый и второй дополнительные сумматоры 2 и 3 первый, второй и третий интеграторы 4-6, первый, второй и треэлементы с отрицательной зоной нечувствительности, первый, второй,третий, четвертый, пятью и шестойэлементы И, причем, к выходу первого фильтра подключены входы первыхэлементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности,к выходу второго фильтра подключенывходы вторых элементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности, к выходу третьего Фильтра подключены входы третьихэлементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности,выходы первого и второго дополни%тельных сумматоров соответственночерез первый и второй дополнительные масштабные резисторы обратнойсвязи соединены с третьим и четвертымвходами сумматора, выход первого 39элемента с положительной зоной нечувствительности соединен с первыми входами первого и третьего элементовИ, выход первого элемента с отрицательной зоной нечувствительности подключен к первым входам четвертогои шестого элементов И, выход второго элемента с положительной зонойнечувствительности соединен со вторым входом первого элемента И и с Юпервым входом второго элемента И,выход второго элемента с отрицательной зоной нечувствительности подключен к второму входу четвертого элемента И и к первому входу пятогоэлемента И, выход третьего элемента с положительной зоной нечувствительности соединен со вторыми входами второго и третьего элементов И,выход третьего элемента с отрицатель-ной зоной нечувствительности подключен ко вторым входам пятого и шестого элементов И, выходы первого,второго и третьего элементов И соединены с соответствующими входами первого дополнительного сумматора, выходы четвертого, пятого и шестого элементов И подключены к соответствующим входам второго дополнительногосумматора, 6898443 Поскольку на выход 32 поступают ф выходные периодические импульсные сигналы с трех каналов, то на выходе формируется периодический сигнал, представляющий сумму трех пря- э моугольных автоколебательных процессов. Частота суммарного автоколебательного процесса синхронизируется с частотой автоколебаний наиболее инерционного канала преобразования входного сигнала. При отсутствии входного сигнала среднее значение автоколебательного процесса на выходе 32 эа период автоколебаний равно нулю. При наличии входного сигнала среднее значение сигнала на выходе 32 пропорционально величине входного сигнала. Формула изобретения Развертывающий операционный преобразователь, содержащий сумматор,выход которого соединен со входамипервого, второго и третьего интеграторов, выход каждого из которых подключен ко входу соответствующегорелейного элемента, к выходу каждогорелейного элемента подключен входсоответствукщего фильтра и выход соответствующего масштабного резистора, вторые выводы масштабных резисторов соединены и являются выходомразвертывающего операционного преобразователя, который через масштабный резистор обратной связи подключенк первому входу сумматора, второйвход которого является входом развертывающего операционного преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены первый и второй дополнительные сумматоры,первый и второй дополнительные масштабные резисторы обратной связи; первый, второй и третий элементы сположительной зоной нечувствительности; первый, второй и третий элементы с отрицательной зоной нечувствительности, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, причем, к выходу первого фильтра подключены входы первых элементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности, к выходу второго фильтра подключены входы вторых элементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности, к выходу третьего фильтра подключены входы третьих элементов с положительной и отрицательной зонами нечувствительности, выходы перЕсли, например, оказался нера ботоспособным канал преобразования входного сигнала, включающий блоки 4 и 7, то в результате увеличивается период автоколебательного процесса на выходе 32, а постоянная И составляющая устанавливается равной нулю, при этом работоспособность развертывающего операционного преобразователя сохраняется, В случае выхода из строя второго канала пре- ЗО образования входного сигнала работа происходит следующим образом. Зоны нечувствительности блоков 13- 18 выбираются так, чтобы с учетом уровня пульсаций на выходе блоков ЗЗ 10-12 исключить их ложное срабатывание на линейном участке статической характеристики развертывающего операционного преобразователя. Выходной сигнал блоков 13-18 имеет либо нуле-вое, либо фиксированное половытельное значение и управляет блоками 19-24. Если неработоспособны каналы преобразования из блоков 4, 5, 7 и 8, то в этом случае сигналы блоков 10 и 11 достигают величины, превышаю" щей зоны нечувствительности блоков 13 и 15. В результате на входы блока111 9 подаются сигналы логической 1 и блок 1 9 срабатывает . Под во здейс твием выходного сигнала блока 1 9 происходит компенсация выходных си гналов блоков 7 и 8 и развертывающийИ операционный преобразователь продолжает нормально функционировать. Аналогично работают блоки 14, 15, 20, и 22. Блоки 16, 17, 18, 22, 23 и 24.,. гфункционируют в случае, когда в результате неработоспособности соответствующих каналов преобразованиявыходные сигналы блоков 7, 8 и 9принимают фиксированное отрицательное значение. Таким образом, предложенный раз" вертывающий операционный преобразователь обладает более высокой надежностью работы, сохраняя работоспособность при выходе из строя некоторых функциональных блоков.вого и второго дополнительных сумматоров соответственно через первыйн второй дополнительные масштабныерезисторы обратной связи соединеныс третьим и четвертым входами сумматора, выход первого элемента с положительной зоной нечувствительности соединен с первыми входами первого и третьего элементов И, выходпервого элемента с отрицательнойзоной нечувствительности подключенк первым входам четвертого и шестого элементов И, выход второго элемента с положительной зоной нечувствительности соединен со вторымвходом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, выход второго элемента с отрицательной зоной нечувствительности подключен к второму входу четвертогоэлемента И и к первому входу пятого элемента И, выход третьего элемента с положительной зоной нечувствительности соединен со вторымивходами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента с З отрицательной зоной нечувствительности подключен ко вторым входампятого и шестого элементов И, выходы первого, второго и третьегоэлементов И соединены с соответст вующими входами первого дополнитель"ного сумматора, выходы четвертого,пятого и шестого элементов И подключены к соответствующим входамвторого дополнительного сумматора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 8 ф 538371, кл. С 01 С 7/12, 1975,20 2, Авторское свидетельство СССР по заявке У 2769745/18-24,кл. 6 06 6 7/2, 1979 (прототип).тент", г. Ужгород, ул. Проектна ниип илиал ППП каз 1951/6 898443 Тирах 73 одписное